(57)【要約】【課題】  露光、現像、エッチングなどフォトリソグラフィーの工程を経ることなく、容易に電気回路にスルーホールを形成する方法を提供する。【解決手段】  絶縁性の基板１０１上に設けられた導電層１０２上に、加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核１０３を形成する工程、該核を形成した導電層の上に絶縁層１０４を形成する工程、基板を加熱して前記発泡性粒子１０５を膨張させ絶縁膜を開裂して開口部１０６を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層１０７を形成し、開口部１０６に充填された導電性物質で絶縁膜１０４を介して上下の導電層１０２、１０７の電気的導通を取る工程を有する電子回路の製造方法。【選択図】        図１
2006245238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層上に核となる材料を配置し、その上に膜を積層した後、前記膜の核または核の近傍部分を除去して孔を形成することを特徴とするスルーホールの形成方法。
【請求項２】
前記膜が絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載のスルーホールの形成方法。
【請求項３】
絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核を形成する工程、該核を形成した導電層の上に絶縁層を形成する工程、基板を加熱して前記発泡性粒子を膨張させ絶縁膜を開裂して開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法。
【請求項４】
前記発泡性粒子を膨張させる工程の後に、発泡性粒子を収縮させる工程を有することを特徴とする請求項第３項記載の電子回路の製造方法。
【請求項５】
前記発泡性粒子を膨張させ絶縁膜を開裂させる工程の後に、有機溶剤によって発泡性粒子の残渣を除去する工程を有することを特徴とする請求項３または４記載の電子回路の製造方法。
【請求項６】
前記加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核を形成する工程は、インクジェット方法によって行うことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項７】
前記加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核を形成する工程は、ディスペンサー方法によって行うことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項８】
前記加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核を形成する工程は、マニュピュレーター方法によって行うことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項９】
前記絶縁層が有機物からなることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁層が、塗布により形成され、焼成後に無機物に変化する物質からなることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１１】
絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、撥油性の液体を配置し乾燥させて核を形成する工程、該導電層の上に油性の絶縁膜を形成し、前記撥油性の核を露出する工程、前記撥油性の核を除去して絶縁膜に開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法。
【請求項１２】
前記撥油性の液体を配置する工程は、インクジェット方法によって行うことを特徴とする請求項１１に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１３】
前記撥油性の液体を配置する工程は、ディスペンサー方法によって行うことを特徴とする請求項１１に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１４】
前記撥油性の液体を配置する工程は、マニュピュレーター方法によって行うことを特徴とする請求項１１に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁層が有機物であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁層が、塗布により形成され、焼成後に無機物に変化する物質からなることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１７】
絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、導電性フレークを含む液体を配置し乾燥させて核を形成する工程、該導電層の上に油性の絶縁膜を形成する工程、電解液に浸漬して前記導電層と電解液の間に電界を印加して導電性フレークの核から放電を起こさせ絶縁膜に開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法。
【請求項１８】
前記導電性フレークを含む液体を配置する工程は、インクジェット方法によって行うことを特徴とする請求項１７に記載の電子回路の製造方法。
【請求項１９】
前記導電性フレークを含む液体を配置する工程は、ディスペンサー方法によって行うことを特徴とする請求項第１７項記載の電子回路の製造方法。
【請求項２０】
前記導電性フレークを含む液体を配置する工程は、マニュピュレーター方法によって行うことを特徴とする請求項第１７項記載の電子回路の製造方法。
【請求項２１】
前記絶縁層が、有機物であることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【請求項２２】
前記絶縁層が、塗布により形成され、焼成後に無機物に変化する物質からなることを特徴とする請求項１７乃至２０のいずれかの項に記載の電子回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スルーホールの形成方法および電子回路の製造方法に関し、特に配線基板の絶縁膜のスルーホールの製造方法、およびナノペーストインクを用いた電子回路の製造方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板やＴＦＴに代表される電子回路は、絶縁性基板上に導電性材料で配線が形成されている。このような電子回路の製造方法は、予め絶縁性基板上に導電層が堆積された積層板の導電層上に、耐食性のエッチングレジスト層を設け、導電層をエッチング除去するサブトラクティプ法か、絶縁性基板上にめっきレジスト層を設け、露出している基板上に金属めっき等で導電層を形成するアディティブ法の二つがある。現在、エッチングレジスト層またはめっきレジスト層を形成する方法としては、フォトポリマーを用いた方法が一般的である。
【０００３】
フォトポリマーによってエッチングレジスト層またはめっきレジスト層（以降画像層という）を形成する方法は、まず金属板、紙、積層板、絶縁性基板等の基材上にフォトポリマー等の感光材料を塗布し、光を照射して感光材料の現像液に対する溶解性を変化させる。感光材料には、光が照射された部分が重合・硬化して、現像液に対して不溶性になるネガ型と、逆に光が照射された部分の官能基が変化して、現像液に対する溶解性を有するようになるポジ型とがある。何れの場合にも、現像液処理後に基板上に残こる、現像液に不溶の感光材料が画像層となる。
【０００４】
ところで、電子回路では、配線の高密度化に対応するために、多層回路が主流になっている。多層回路では、層間の回路はスルーホールやバイアホールと呼ばれる導通孔で接続されている。
【０００５】
サブトラクティブ法による電子回路の製造方法では、スルーホールやバイアホールを有する絶縁性基板の孔内を含む表面に導電層を形成してなる積層板の、回路部に相当する導電層部分をエッチングレジスト層で保護し、不要部分の導電層をエッチング除去する。この際、孔内の導電層上にエッチングレジスト層が確実に設けられていなければならない。この手法では画像形成に精密な露光現像制御が必要で、後で除去する高価なレジストを大量に使用する。
【０００６】
露光処理を必要としない絶縁膜のパターニング技術として、可溶性の液をインクジェットで吹き付けて、絶縁膜にコンタクトホールを形成する手法が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、凹状に掘り込まれた形状の中の液体を、液を発泡させることによって除去する手法が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２１５０５１号公報
【特許文献２】特開平８−１１７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記した従来技術の方法は、工程が複雑であったり、廃棄物が大量に出たり、画像パターンに高度な位置制御を行うことができなかった。
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、露光、現像、エッチングなどフォトリソグラフィーの工程を経ることなく、容易に電気回路にスルーホールを形成することができる方法および電子回路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の第一の発明は、導電層上に核となる材料を配置し、その上に膜を積層した後、前記膜の核または核の近傍部分を除去して孔を形成することを特徴とするスルーホールの形成方法である。
【００１０】
前記膜が絶縁膜であることが好ましい。
本発明の第二の発明は、絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、加熱発泡性の粒子を含む液体からなる核を形成する工程、該核を形成した導電層の上に絶縁層を形成する工程、基板を加熱して前記発泡性粒子を膨張させ絶縁膜を開裂して開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法である。
【００１１】
前記発泡性粒子を膨張させる工程の後に、発泡性粒子を収縮させる工程を有することが好ましい。
前記発泡性粒子を膨張させ絶縁膜を開裂させる工程の後に、有機溶剤によって発泡性粒子の残渣を除去する工程を有することが好ましい。
【００１２】
本発明の第三の発明は、絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、撥油性の液体を配置し乾燥させて核を形成する工程、該導電層の上に油性の絶縁膜を形成し、前記撥油性の核を露出する工程、前記撥油性の核を除去して絶縁膜に開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法である。
【００１３】
本発明の第四の発明は、絶縁性の基板上に設けられた導電層上に、導電性フレークを含む液体を配置し乾燥させて核を形成する工程、該導電層の上に油性の絶縁膜を形成する工程、電解液に浸漬して前記導電層と電解液の間に電界を印加して導電性フレークの核から放電を起こさせ絶縁膜に開口部を形成する工程、前記開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る工程を有することを特徴とする電子回路の製造方法である。
【００１４】
前記核および導電性フレークを含む液体を配置する工程は、インクジェット方法によって行うことが好ましい。
前記核および導電性フレークを含む液体を配置する工程は、ディスペンサー方法によって行うことが好ましい。
【００１５】
前記核および導電性フレークを含む液体を配置する工程は、マニュピュレーター方法によって行うことが好ましい。
前記絶縁層が、有機物であることが好ましい。
【００１６】
前記絶縁層が、塗布により形成され、焼成後に無機物に変化する物質からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、露光、現像、エッチングなどフォトリソグラフィーの工程を経ることなく、容易に電気回路にスルーホールを形成することができる方法および電子回路の製造方法を提供することができる。
【００１８】
また、現像液やエッチング液などを用いないので、金属の腐食などを考慮せずに配線材料を選択することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、導電層の任意の部分に核となる材料を配置し、その上に積層された膜を、核を膨張収縮させる、核を除去する、核から放電させるなどの方法により、核上の膜を除去することによって画像パターンを形成することを特徴とする。
【００２０】
図１は、本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の一例を示す工程図である。絶縁性の基板１０１上に導電層１０２を堆積し、所望の位置に発泡性粒子を含む液体を滴下して乾燥させ核１０３を形成する（図１（ａ）、（ｂ）参照）。この時、滴下の方法としては、インクジェット、ディスペンサー、マニュピュレーターなどが適用できる。
【００２１】
次に核を覆うように絶縁膜１０４を積層する（図１（ｃ）参照）。積層の方法は、スパッターや蒸着などの真空を利用したものでも良いし、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ＳｉＯ2 系被膜形成用塗布液、シリコーン樹脂などの液体を塗布して成膜する方法でもよい。
【００２２】
さらに、この基板を加熱し、粒子を発泡させ絶縁膜に開裂を形成する（図１（ｄ）、（ｅ）参照）。１０５は加熱により発泡した発泡粒子を示す。次いで、基板を冷却し、粒子を収縮させ絶縁膜中に導電膜が露出する開口部１０６を形成する。この工程では、発泡して絶縁膜を開裂させた核材料をそのまま溶媒で除去しても良い。
【００２３】
この開口部に、上部の導電層１０７を接触するように積層させ、下部の導電層（電極）１０２と導通を取る（図１（ｆ）参照）。すなわち、開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る。積層方法は、塗布法、インクジェット、ディスペンサー、メッキなどが適用できる。
【００２４】
図２は、本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の他の例を示す工程図である。基板上に設けた導電層２０２の所望の位置に、乾燥後に撥油性を示す液体を滴下して乾燥させ核２０３を形成する（図２（ａ）、（ｂ）参照）。この時、滴下の方法としては、インクジェット、ディスペンサー、マニュピュレーターなどが適用できる。
【００２５】
次に核２０３を覆うように絶縁膜２０４を積層する（図２（ｃ）参照）。積層の方法は、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ＳｉＯ2 系被膜形成用塗布液、シリコーン樹脂などの液体で塗布して焼成するものを用いる。
【００２６】
さらに、溶解性溶媒に浸漬し核を除去し、導電膜２０２が露出する開口部２０５を形成する（図１（ｄ）参照）。この開口部２０５に、上部の導電層２０６を接触するように積層させ、下部の導電層（電極）２０６と導通を取る（図１（ｅ）参照）。すなわち、開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る。積層方法は、塗布法、インクジェット、ディスペンサー、メッキなどが適用できる。
【００２７】
図３は、本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の他の例を示す工程図である。基板上に設けた導電層３０２の所望の位置に、導電性フレークを含み、乾燥後に導電性を示す液体を滴下して乾燥させ核３０３を形成する（図３（ａ）、（ｂ）参照）。この時、滴下の方法としては、インクジェット、ディスペンサー、マニュピュレーターなどが適用できる。
【００２８】
次に核３０３を覆うように絶縁膜３０４を積層する（図３（ｃ）参照）。この時下部の導電層３０２は一部マスキングしておき電極を取り出せるようにした。絶縁膜の積層の方法は、スパッターや蒸着などの真空を利用したものでも良いし、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ＳｉＯ2 系被膜形成用塗布液、シリコーン樹脂などの液体を塗布して焼成するタイプでも良い。
【００２９】
さらに、電解液３０５に浸漬し導電膜３０２と電解液３０５の間に電位を印加し、絶縁破壊によって絶縁膜３０４を開裂して開口部３０６を形成する（図３（ｄ）参照）。この開口部３０６に、上部の導電層３０７を接触するように積層させ、下部電極３０２と導通を取る（図３（ｅ）参照）。すなわち、開口部および絶縁膜上に導電性物質からなる導電層を形成し、開口部に充填された導電性物質で絶縁膜を介して上下の導電層の電気的導通を取る。積層方法は、塗布法、インクジェット、ディスペンサー、メッキなどが適用できる。電解液は、ＮａＣｌやＮａ2 ＳＯ4 などの一般的な塩が溶解したものを用いる。電圧は２００〜８００Ｖが適応できる。
【００３０】
なお、本発明において、核とは凸部を示し、例えば加熱発泡性の粒子を含む液体からなる凸部、加熱発泡性の粒子を含む液体からなる凸部、撥油性の液体を配置し乾燥させて形成される凸部、導電性フレークを含む液体を配置し乾燥させて形成される凸部等が挙げられる。核の直径は０．５〜１２０μｍの範囲が好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
図１を用いて、本発明による実施例を説明する。
【００３２】
ガラス基板１０１上にアルミ薄膜１０２を真空蒸着で３０００Å積層し、所望の位置に発泡性樹脂粒子（松本油脂製薬：Ｆ−３０ＶＳＤ）を含むＰＶＡ（ポリビニルアルコールと）３％水溶液をインクジェットで印字し乾燥させ、直径約３０μｍの核１０３を形成した。発泡性粒子の粒子径は３〜７μｍであった。
【００３３】
次に核を覆うようにポリアミック酸（日産化学：ＳＥ８１２）１０４を塗布し徐々に加熱し、２５０℃で１時間焼成しポリアミド膜にした。加熱の過程で１２０℃の時、発泡性樹脂は最大直径の発泡粒子１０５になり、ポリアミド膜に開裂が発生した。この時の発泡粒子１０５の最大粒径は１０〜２０μｍであった。この後、温度を下げて冷却すると、粒子は収縮して下部導電層が露出し開口部１０６が形成された。
【００３４】
この開口部にディスペンサーで、銀ペースト（藤倉化成：ドータイトＸＡ９０６９）を滴下して１５０℃で１時間焼成して上面の導電層（電極）１０７を形成した。テスターで測定したところ上下電極間の導通を確認した。
【００３５】
これを図４（ａ）のように、アルミ膜を幅２００μｍのストライプ状パターニングして、コンタクトホール間を銀ペースト配線１０８でつなぎ、直列に１００個配置して導電性を測ったところ、断線は見られなかった。図４（ｂ）は、模式平面図であり、絶縁膜を透過してアルミ配線１０２が見えるように描いてある。
【００３６】
実施例２
図２を用いて、本発明による実施例を説明する。
ガラスエポキシ板に銅メッキを１０μｍ厚で付けた基板の所望の位置に、パラフィン（サンノプコ：１０９７−ＡＨ）を加熱してガラスキャピラリーを装着したマニュピュレーターで滴下して直径約２０μｍの核２０３を形成する。塗布型絶縁膜（触媒化成：セラメート）溶液２０４をスピンナーで塗布すると、パラフィン核２０３の位置には膜が形成されずにパラフィンの核が露出した。１００℃でプリベークした後、アセトンでパラフィンを除去して開口部（コンタクトホール）２０５を形成した。ここにインクジェットで、金ナノペースト（日本ペイント：Ｗ１０１−２０）を吐出して３００℃で１時間焼成して上面の導電層（電極）２０６を形成した。テスターで測定したところ上下電極間の導通を確認した。
【００３７】
実施例３
図３を用いて、本発明による実施例を説明する。
表面を研磨したアルミナ板にインクジェットで金ナノペースト（日本ペイント：Ｗ１０１−２０）を吐出して、３００℃で１時間焼成し、厚さ４０００Åの導電層３０２を形成した。この導電層の所望の位置に、粘度１００００ｃｐの銀ペースト（藤倉化成：ドータイトＸＡ９０６９）をディスペンサーで滴下し、１５０℃で３０分焼成し直径約５０μｍの核３０３を形成する。次に核を覆うようにポリアミック酸（日産化学：ＳＥ８１２）３０４を塗布し、徐々に加熱し２５０℃で１時間焼成しポリアミド膜にした。この時、下部の導電層は一部マスキングして電極を取り出せるようにした。
【００３８】
さらに、電解液としてＮａ2 ＳＯ4 の０．１ｍｏｌ／リットル水溶液を調整し、この電解液に浸漬し、下部電極（導電層）３０２と電解液の間に８００Ｖの電圧を０．５秒印加した。この結果、絶縁破壊によって絶縁膜に開口部３０６が形成された。この開口部にインクジェットで、銀ナノペースト（日本ペイント：Ｗ−１０２）を吐出して２００℃で３０時間焼成して上面の導電層（電極）３０７を形成した。テスターで測定したところ上下電極間の導通を確認した。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、露光、現像、エッチングなどフォトリソグラフィーの工程を経ることなく、容易に電気回路にコンタクトホールを形成することができるので、プリント配線基板、薄膜電子回路に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の一例を示す工程図である。
【図２】本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の他の例を示す工程図である。
【図３】本発明のスルーホールの形成方法および電子回路の製造方法の実施態様の他の例を示す工程図である。
【図４】本発明によるコンタクトホール導通テストパターンの模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  基板
１０２  導電層（下部電極）
１０３  発泡性粒子入り核
１０４  絶縁層
１０５  発泡して最大化した発泡粒子
１０６  開口部
１０７  導電層（上部電極）
１０８  銀ペースト配線
２０１  基板
２０２  導電層（下部電極）
２０３  撥油性の核
２０４  絶縁膜
２０５  開口部
２０６  導電層（上部電極）
３０１  基板
３０２  導電層（下部電極）
３０３  導電性の核
３０４  絶縁膜
３０５  電解液
３０６  開口部
３０７  導電層（上部電極）
【図１】
2006245238.tif 000003
【図２】
2006245238.tif 000004
【図３】
2006245238.tif 000005
【図４】
2006245238.tif 000006